지난주 미국 항공우주국이 은하 메시에 61의 새로운 고해상도 사진을 공개했다. 허블 망원경의 ‘고해상도 채널’을 통해
촬영한 메시에 61은 아주 선명한 중심부 모습을 드러냈다.
처녀자리 은하단에 자리 잡고 있는 메시에 61은 10만 광년 너비로 우리 은하의 크기와 비슷한 나선 은하인데, 가장 큰
특징은 ‘우주의 다산 왕’이라는 점이다. 영어로는 starburst galaxy이며 우리말로는 ‘별 폭발 은하’ 혹은 ‘별 분출 은하’라는
종류에 속한다. 내부의 가스를 이용해 굉장히 빠른 속도로 별들을 만들어내기 때문에 그런 이름이 붙여졌다.
허블의 고해상도 사진 덕분에 해외 언론의 주목을 받은 메시에 61은 1779년 이탈리아 천문학자에 의해 발견되었다
○NASA, 지구형성 비밀 풀 ‘우주 먼지’ 만든다
미국 항공 우주국(NASA)이 우주 공간에 있는 미세한 고체 입자인 일명 ‘스타더스트(Stardust)’를 지구에서 자체적으로
만들어내는 프로젝트에 착수할 예정으로 알려져 배경에 관심이 집중되고 있다.
영국 일간지 데일리메일은 미 항공 우주국(NASA)이 우주진(宇宙塵) 또는 스타더스트(Stardust)라 불리는 미세 먼지입자를
만들어낼 장비 설계에 착수했다고 8일(현지시간) 보도했다.
이 우주먼지는 0.1µm(마이크로미터) 이하 크기의 작은 입자들로 구성된 먼지의 일종으로 위치에 따라 ‘은하 간 먼지’,
‘항성 간 먼지’, ‘행성 고리’, ‘유성체’ 등으로 세분화 된다. 주성분은 얼음 조각이 대부분이며 밀도가 매우 작다.
흥미로운 것은 이 먼지 입자가 진화하는 우주의 핵심 구성 요소로 한 행성의 형성부터 은하 구축에 이르는 모든 신비의
열쇠를 품고 있다는 점이다. 때문에 지구 형성의 비밀을 추적해온 천문학자들에게 이 ‘우주 먼지’는 언젠가 풀어내야할
숙제와도 같았다.
문제는 이 먼지를 탐사하기 위해서는 심연과도 같은 우주 공간 깊숙하게 침투해야하지만 현대 기술력으로는 불가능한
상황이었다. 따라서 NASA는 이 우주먼지를 지구상에서 직접 가상으로 구현하는 프로젝트 안을 제시했다.
연구진은 해당 시뮬레이터를 작은 탄화수소 분자 형성부터 시작해 진공상태에서 성간 분자로 변화시킬 예정이다.
이어 고감도 검출기와 전구체 분자를 이용해 탄소 입자의 형성을 시각화시켜 우주 먼지 입자가 분포하는 가상 우주 환경을
구축할 계획이다.
이와 관련해 NASA 베어 연구소 엘라 시마 오브라이언 연구원은 “해당 우주 실험이 시작되면 우리는 10㎚(나노미터)
크기의 입자를 형성하고 감지할 수 있을 것”이라고 설명했다.
해당 우주먼지 생성실험이 성공한다면 행성 간 천체 물리학의 새로운 장이 열릴 것으로 학자들은 기대한다. 예를 들면,
해당 입자는 행성과 행성과의 연결고리를 푸는 열쇠가 됨은 물론 우리가 살고 있는 지구와 같은 행성의 초기 설계부터
진화까지의 역학과정을 추적할 수 있게 된다.
○‘겨우 20만년’ 젊은 발광성운 포착…기존 이론 뒤집다
최근 미 항공우주국 나사(NASA)는 찬드라 X-선 망원경과 스피처 우주망원경이 관측한 이미지를 합성해 만든 NGC 2024의
중심부를 공개했다.
NGC 2024는 발광성운(發光星雲)으로 중심에 위치한 고온의 별에서 빛을 발하는 기체운이다. 이 성운에 관심이 쏠리는
것은 나이가 20만년으로 매우 젊은 별이기 때문으로 우리의 태양과 같은 별이 어떻게 형성되는지 힌트를 제공해 주기 때문
이다. 특히 나사 측은 중심부에 위치한 NGC 2024 외곽의 별들이 오히려 150만년 나이로 측정돼 기존 별 형성이론과는
다르다는 점에 주목했다.
기존 이론에서는 가스와 먼지로 이루어진 고밀도 영역의 중심부에서 별 형성이 시작되는 것으로 추측해 왔기 때문이다.
연구를 이끈 미국 펜실베이니아 주립대 천체물리학자 콘스탄틴 게트박 교수는 “찬드라 X-선 망원경의 X선 데이터와 스피
처 우주망원경의 적외선 데이터를 합성해 이 이미지를 만들었다” 면서 “발광성운 중심부의 비밀이 이번에 드러난 것”이라
고 설명했다.
이어 “중심부 성운이 오히려 주변 보다 나이가 적다는 것은 기존 학계의 추측과 상반된다” 면서 “태양과 같은 항성이
어떻게 형성되는지 새로운 관점에서 다시 생각할 필요가 있다”고 설명했다
지난주 미국 항공우주국이 은하 메시에 61의 새로운 고해상도 사진을 공개했다. 허블 망원경의 ‘고해상도 채널’을 통해
촬영한 메시에 61은 아주 선명한 중심부 모습을 드러냈다.
처녀자리 은하단에 자리 잡고 있는 메시에 61은 10만 광년 너비로 우리 은하의 크기와 비슷한 나선 은하인데, 가장 큰
특징은 ‘우주의 다산 왕’이라는 점이다. 영어로는 starburst galaxy이며 우리말로는 ‘별 폭발 은하’ 혹은 ‘별 분출 은하’라는
종류에 속한다. 내부의 가스를 이용해 굉장히 빠른 속도로 별들을 만들어내기 때문에 그런 이름이 붙여졌다.
허블의 고해상도 사진 덕분에 해외 언론의 주목을 받은 메시에 61은 1779년 이탈리아 천문학자에 의해 발견되었다.
○인공태양…프랑스 카다라쉬 핵융합 메카로 떠오른다
| ▲카다라쉬의 ITER 건설부지.[사진제공=공동취재단] |
국제핵융합실험로 건설에 관심 집중
아시아경제 정종오 기자·공동취재단] 지중해와 가까이 있는 프랑스 남부 카다라쉬에는 핵융합에너지 상용화 가능성 확인을
위해 실험로를 건설하고 있다. 인류 역사상 가장 큰 국제공동 과학 프로젝트가 한창 진행 중이다.
12일(현지시각) 방문한 국제핵융합실험로(ITER)건설 현장에서는 핵융합 사업의 핵심 기술인 '토카막(Tokamak)'이 들어설
건물 공사에 박차를 가하고 있었다.
토카막의 기본 형태인 원형 모양의 철골 구조 아래는 지진과 같은 자연재해를 대비한 방진 시설도 갖췄다. ITER 부지에는
토카막 건물 외에 토카막 운영에 필요한 부대시설 39개 건물이 더 지어질 예정이다.
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▲국제핵융합실험로가 프랑스 카다라쉬 지역에 건설 중이다.[사진제공=공동취재단]
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토카막은 핵융합이 일어나는 '플라즈마(제4의 물질상태)'를 오랫동안 유지시키기 위한 도넛 모양의 핵융합 장치다.
토카막은 태양 중심부 온도보다 10배 높은 1억5000만도에 달하는 플라즈마를 자기병(magnetic bottle)을 이용해 가두는
역할을 담당한다. '인공 태양'이라고도 불리는 핵융합 연구는 허리케인보다 더 복잡한 난류가 발생하는 플라즈마를 제어
하는 문제가 가장 큰 숙제이다.
ITER부지는 축구장 60개를 붙여놓은 거대한 규모를 자랑한다. ITER건설은 약 25% 정도 진행된 상태로 완공까지는 6년이
더 걸릴 전망이다. 2007년부터 건설을 시작해 현재는 철골 구조만 갖춘 모습이지만 2020년까지 에펠탑 3개(2만5000t)와
비슷한 무게로 높이 30m, 지름 30m 규모의 토카막 장치가 건설된다.
ITER 참여국들은 각 국에서 장비를 직접 제작, 조달해 카다라쉬에서 조립한다. 한국은 초전도도체, 진공용기 본체, 조립
장비류 등 총 10개 장비를 조달하는데 올 연말 초전도도체를 완료하는 첫 임무를 앞두고 있다.
ITER에서는 한국 산업체의 제작기술에 대해 긍정적으로 평가하고 있었다. 오는 6월쯤 가장 먼저 카다라쉬에 도착하게 될
첫 번째 품목인 변압기는 미국 조달품이지만 우리나라의 현대 중공업이 미국으로부터 수주해 제작한 것이다.
아녹 로벨트 ITER 건설 담당자는 "한국의 조달품은 사업 일정에 맞춰 제작할 뿐 아니라 완성도가 높다"며 "ITER 참여국과
연구자들은 한국의 핵융합 상용화 가능성에 주목하고 있다"고 말했다.
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▲우리나라를 비롯한 7개국이 ITER에 참여하고 있다.[사진제공=공동취재단]
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앞으로 6년 뒤면 7개 국가에서 조달해온 장치들이 이곳에서 조립, 완성돼 지구 역사상 최대 규모의 핵융합 실험이 진행된다.
무한한 자원으로 에너지 생산이 가능해진다. 특히 한국은 핵융합 실험의 참여국으로써 주도권을 갖고 앞으로 국내에 발전소
건설에 필요한 기술을 확보하게 된다.
이현곤 국가핵융합연구소 기술 본부장은 "우리나라는 1995년 시작해 2007년 국내 기술로 초전도핵융합연구장치(KSTAR)
를 개발해 핵융합 기술력을 인정받았다"며 "이후 ITER 참여를 통해 얻은 기술을 바탕으로 2040년대에는 한국형 핵융합
발전소를 건설할 수 있을 것"이라고 말했다.
오사무 모토지마 ITER 사무총장은 12일(현지시각) 기자회견에서 "핵융합은 인류의 무한 에너지 자원을 위한 방법"이라며
"미래의 인류 문명을 유지하는 데 있어 상당히 중요한 에너지가 될 것"이라고 말했다.
핵융합 실험에 참여하는 기술자들은 대부분 원자력실험의 오랜 경험을 갖고 있다. ITER가 프랑스 카다라쉬 지역에 지어지
게 된 이유도 원자력청인 CEA연구센터가 있기 때문이다. 프랑스는 1980년대 카다라쉬에 핵융합장치인 토레수프라를
개발하는 당시부터 미래 에너지 개발을 위해 몇 십만평에 달하는 부지를 확보했다. 후쿠시마 원자력 사고 경험을 바탕으로
핵융합의 안전성을 가장 중요하게 생각했다.
핵융합의 경우 방사성물질인 삼중수소 저장장치의 화재와 같은 최악의 사고가 발생하는 경우에도 주변 지역에 자연 방사능
량보다 더 적은 양의 방사능만이 발생할 뿐이다. 카를로스 알렉야드로 ITER 안전담당 사무차장은 "핵융합에서는 후쿠시마
원자력과 같은 사고가 발생할 가능성이 전혀 없다"며 "연쇄반응이 일어나는 원자력과는 달리 핵융합에서는 소량의 핵융합
연료만 내부에 존재하고 전원이 차단되면 자연적으로 핵융합 반응은 멈추게 된다"고 밝혔다.
ITER는 2020년 첫 실험을 목표로 하고 있다. ITER 참여국들은 성공적인 핵융합 실험 경험을 바탕으로 2040년대부터 각
국에 핵융합 발전소를 세워 에너지 생산을 담당할 것으로 기대된다.